Блазары — это высокоактивные ядра галактик, содержащие сверхмассивные чёрные дыры, выбрасывающие потоки материи и излучения, которые направлены прямо на Землю.

Эти блазары могут производить и обстреливать планету нейтрино, которые трудно обнаружить, так как они не имеют заряда и почти не имеют массы. Однако они играют важную роль в изучении Вселенной, так как способны проникать через преграды, которые останавливают другие виды частиц и даже фотоны. Поэтому исследователи стремятся определить источники нейтрино, и последние исследования приближают нас к пониманию того, что блазары могут быть одними из таких источников.

Иллюстрация блазара, питаемого чёрной дырой, направляющего излучение на Землю.
Источник: NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Блазары являются особым типом активных ядер галактик, известных также как квазары. Они настолько ярки, что перебивают свет всех звёзд в своих галактиках. Однако блазары отличаются от обычных квазаров тем, что их выбросы со скоростями, близкими к скорости света, направлены прямо на Землю.

В 2017 году наблюдательный детектор нейтрино IceCube зафиксировал высокоэнергетическое событие, совпадающее со вспышкой блазара TXS 0506+056. Это связанное во времени и местоположении событие подтвердило связь между блазарами и нейтрино. TXS 0506+056 находится на расстоянии около 5,7 миллиардов световых лет от Земли и является активным ядром галактики.

Однако всё ещё остаётся загадкой реальная связь между вспышками блазаров и нейтринным потоком, проходящим сквозь Землю.

Для решения этой загадки международная группа исследователей провела тщательное изучение TXS 0506+056 и других 144 блазаров, отобранных из наблюдательных данных Fermi Large Area Telescope.

Учёным удалось рассчитать недельный поток гамма-лучей, связанных с блазарами, и составить кривые света для этих высокоэнергетических событий. Они также разработали «цикл вспышек», показывающий продолжительность вспышки блазара и её вклад в энергию блазара.

«Мы обнаружили, что среди нашей выборки блазаров распределение тех, у которых меньший цикл вспышек и доля энергии, является более многочисленным. Их циклы представляют собой связанные закономерности. Также мы обнаружили значительную разницу между подклассами блазаров в циклах вспышек», — рассказал член команды Шибаурского Института Технологий (Токио) Кендзи Ёсида.

Команда исследователей оценила нейтринный поток от каждой гамма-лучевой вспышки и, сравнивая прогнозные значения для каждого блазара за неделю и за 10 лет, установила верхние пределы вклада вспышек в нейтринный поток.

Использование такого метода наблюдений может значительно способствовать развитию научных знаний о происхождении нейтрино.